1-恒壓過濾常數(shù)測定實(shí)驗(yàn)

1、、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 熟悉板框壓濾機(jī)的構(gòu)造和操作方法。2. 通過恒壓過濾實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證過濾基本理論。3. 學(xué)會(huì)測定過濾常數(shù) K、qe、T及壓縮性指數(shù)s的方法。4. 了解過濾壓力對(duì)過濾速率的影響。二、基本原理過濾是以某種多孔物質(zhì)為介質(zhì)來處理懸浮液以達(dá)到固、液分離的一種操作過程，即在外力的作用下，懸浮液中的液體通過固體顆粒層（即濾渣層）及多孔介質(zhì)的孔道而固體顆粒被截留下來形成濾渣層，從而實(shí)現(xiàn)固、液分離。因此，過濾操作本質(zhì)上是流體通過固體顆粒層的流動(dòng)，而這個(gè)固體顆粒層（濾渣層）的厚度隨著過濾的進(jìn)行而不斷增加，故在恒壓過濾操作中，過濾速度不斷降低。過濾速度u定義為單位時(shí)間單位過濾面積內(nèi)通過過濾介質(zhì)的濾液量。影響

2、過濾速度的 主要因素除過濾推動(dòng)力（壓強(qiáng)差） p,濾餅厚度L夕卜，還有濾餅和懸浮液的性質(zhì)，懸浮液 溫度，過濾介質(zhì)的阻力等。過濾時(shí)濾液流過濾渣和過濾介質(zhì)的流動(dòng)過程基本上處在層流流動(dòng)范圍內(nèi)，因此，可利用流體通過固定床壓降的簡化模型，尋求濾液量與時(shí)間的關(guān)系，可得過濾速度計(jì)算式：(1)=jv =d =a)p1_ A：p1Ad d J r C V VeJ C V Ve式中：u 過濾速度，m/s;3V 通過過濾介質(zhì)的濾液量，m ;2A 過濾面積，m ；T 過濾時(shí)間，s;q 通過單位面積過濾介質(zhì)的濾液量，m3/m2； p 過濾壓力（表壓）pa ;s 濾渣壓縮性系數(shù)；廠濾液的粘度，Pa.s;r 濾渣比阻，1/m

3、2;C 單位濾液體積的濾渣體積，m3/m3;3Ve 過濾介質(zhì)的當(dāng)量濾液體積，m ;r 濾渣比阻，m/kg ；C 單位濾液體積的濾渣質(zhì)量，kg/m3。對(duì)于一定的懸浮液，在恒溫和恒壓下過濾時(shí),e r、C和厶p都恒定，為此令:(2)于是式式中：將式（即將式（ 將式（ 式中：再將式將式（式中：（1可改寫為:2dV KA d . 2(V Ve)(3)2 / K過濾常數(shù)，由物料特性及過濾壓差所決定，m /S。3）分離變量積分，整理得：V Ve1 2 V V VedV Ve 二 KA 0d.e2V2 2VVe =KA2 .(4)(5)4）的積分極限改為從 0到Ve和從0到，e積分，則：2 2Ve =KA -

4、e（ 6）5）和式（6）相加，可得：V Ve 2 二 KA2：；Ke（ 7）e 虛擬過濾時(shí)間，相當(dāng)于濾出濾液量Ve所需時(shí)間，S。（7）微分，得：. 22 V Ve dV =KA d .（ 8）8）寫成差分形式，則At2 一丄 2VKq Kqe=q 每次測定的單位過濾面積濾液體積（在實(shí)驗(yàn)中一般等量分配），m3/ m2;一每次測定的濾液體積 9所對(duì)應(yīng)的時(shí)間，s；q 相鄰二個(gè)q值的平均值，m3/m2。(9)以- _q為縱坐標(biāo)，q為橫坐標(biāo)將式(9)標(biāo)繪成一直線，可得該直線的斜率和截距,斜率:截距:則，KI Iqe2qeKS改變過濾壓差 P,可測得不同的 K值，由K的定義式(2)兩邊取對(duì)數(shù)得:IgK =

5、 1-slg p B(10)在實(shí)驗(yàn)壓差范圍內(nèi)，若B為常數(shù)，則IgKlg( p)的關(guān)系在直角坐標(biāo)上應(yīng)是一條直線,斜率為(1-s),可得濾餅壓縮性指數(shù)s。三、實(shí)驗(yàn)裝置與流程131XT1XT1空壓機(jī)；2壓力灌；3安全閥；4壓力表；5 壓力傳感器；6清水罐；7 濾框；8濾板；9 手輪；10 通孔切換閥；11調(diào)壓閥；12電磁閥；13 配料罐；14 地溝；15電子天平圖1板框壓濾機(jī)過濾流程CaC03的懸浮液在配料桶內(nèi)配制一定濃度后，利用壓差送入壓力料槽中， 用壓縮空氣加以攪拌使CaC03不致沉降，同時(shí)利用壓縮空氣的壓力將濾漿送入板框壓濾機(jī)過濾，濾液流 到電子天平處稱量，壓縮空氣從壓力料槽上排空管中排出。板

6、框壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸：框厚度20mm，每個(gè)框過濾面積 0.0177m2,框數(shù)2個(gè)?？諝鈮嚎s機(jī)規(guī)格型號(hào)：風(fēng)量0.06m3/min，最大氣壓0.8Mpa。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備配料：在配料罐內(nèi)配制含CaCO3l0%30%（ wt. % ）的水懸浮液，碳酸鈣事先由天平稱重，水位高度按標(biāo)尺示意，筒身直徑35mm。配置時(shí)，應(yīng)將配料罐底部閥門關(guān)閉。攪拌：開啟空壓機(jī)，將壓縮空氣通入配料罐（空壓機(jī)的出口小球閥保持半開，進(jìn)入配 料罐的兩個(gè)閥門保持適當(dāng)開度），使CaCO3懸浮液攪拌均勻。攪拌時(shí)，應(yīng)將配料罐的頂蓋合 上。裝板框：正確裝好濾板、濾框及濾布。濾布使用前用水浸濕，濾布要繃緊，不能起皺。 濾布緊貼濾板，密封

7、墊貼緊濾布。（注意：用螺旋壓緊時(shí)，千萬不要把手指壓傷，先慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使板框合上，然后再壓緊）。灌料：在壓力罐泄壓閥打開的情況下，打開配料罐和壓力罐間的進(jìn)料閥門，使料漿自 動(dòng)由配料桶流入壓力罐至其視鏡1/22/3處，關(guān)閉進(jìn)料閥門。2、過濾過程選擇對(duì)應(yīng)管路，關(guān)閉壓力罐卸壓閥，不要關(guān)太死，注意通過控制卸壓閥保持和選擇管 路的壓力一致。電腦點(diǎn)擊打開電磁閥給壓力罐鼓泡。電子天平置零，打開相應(yīng)閥門，過濾閥門與電腦開始實(shí)驗(yàn)同時(shí)點(diǎn)擊，開始實(shí)驗(yàn)。每次實(shí)驗(yàn)應(yīng)在濾液從匯集管剛流出的時(shí)候作為開始時(shí)刻，每次V取800ml左右（注意： V在800ml左右時(shí)點(diǎn)擊采集數(shù)據(jù)）記錄相應(yīng)的過濾時(shí)間t每個(gè)壓力下，測量 810個(gè)讀數(shù)即

8、可停止實(shí)驗(yàn)。電腦退出等待。一個(gè)壓力下的實(shí)驗(yàn)完成后，先關(guān)閉相應(yīng)管路的閥門，然后打開一點(diǎn)進(jìn)料閥，禾U用余壓 把料漿從壓力罐回到原料罐。壓力罐卸壓閥打開卸壓。卸下濾框、濾板、濾布進(jìn)行清洗，清洗時(shí)濾布不要折。每次濾液及濾餅均收集在小桶 內(nèi)，濾餅弄細(xì)后重新倒入料漿桶內(nèi)攪拌配料，進(jìn)入下一個(gè)壓力實(shí)驗(yàn)。打開空壓機(jī)閥門給配料罐鼓泡，重復(fù)步驟4-9。3、實(shí)驗(yàn)結(jié)束先關(guān)閉空壓機(jī)出口球閥，關(guān)閉空壓機(jī)電源。打開安全閥處泄壓閥，使壓力罐和清水罐泄壓。卸下濾框、濾板、濾布進(jìn)行清洗，清洗時(shí)濾布不要折。將壓力罐內(nèi)物料反壓到配料罐內(nèi)備下次使用，或?qū)⒃摱尬锪现苯优趴蘸笥们逅疀_洗。五、數(shù)據(jù)處理1濾餅常數(shù)K的求取A=0.024*2=0

9、.048m2低壓序號(hào)（m 液+m 桶）/Kgm 液/Kg V/m3 qq t/ q11.3291.0511.051 X 1030.02190.0219913.24221.5151.2401.240 X 1030.02580.0477775.19431.5001.2371.237X 1030.02580.0735775.19441.7101.4321.432 X 10 30.02980.1033671.1451.4701.1951.195X 1030.02490.1282803.21361.2911.0281.028X 1030.02140.1496934.57971.2971.0191.019

10、X 1030.02120.1708943.39681.2660.9910.991 X 1030.02060.1914970.874由圖1可得：2/K=3417.62qe/K=356.58解得：K=5.852 X 10_4qe=0.1040.050.10.150.2中壓序號(hào)（m 液 +m 桶）/Kgm 液/Kg V/m3 qq t/ q11.9231.6451.645 X 1030.03430.0343583.09021.3821.1071.107X 1030.02310.0574865.80031.3621.0991.099X 1030.02290.0803873.36241.3751.097

11、1.097X 1030.02290.1032873.36251.2751.0001.000X 1030.02080.124961.53861.2130.9500.950X 1030.01980.14381010.10171.2030.9250.925X 10 30.01930.16311036.26981.9100.9160.916X 1030.01910.18221047.120由圖1可得：2/K=26162qe/K=615.85解得：K=7.645 X 104qe=0.235高壓序號(hào)m液+m桶m液 V qq t/ q11.5471.2841.284 X 1030.02680.0268746

12、.26921.5381.2601.260 X 1030.02630.0531760.45631.2771.0021.002 X 10 30.02090.074956.93841.2140.9510.951 X 10 30.01980.09381010.10151.1900.9120.912X 10 30.0190.11281052.63261.1200.8450.845 X 1030.01760.13041136.36471.1120.8490.849 X 100.01770.14811129.9440.050.10.150.281.1100.8220.822 X 1030.01710.165

13、21169.591由圖1可得：2/K=2373.32qe/K=789.44解得：K=8.427 X 104qe=0.3332、濾餅壓縮性指數(shù) s的求取 P/MP過濾常數(shù)Klg PlgK0.155.852 X 10 45.176-3.230.227.645 X 1045.342-3.120.248.427 X 1045.380-3.07七、實(shí)驗(yàn)分析與討論這個(gè)實(shí)驗(yàn)從操作上來說還是很簡單的， 但是實(shí)驗(yàn)很容易產(chǎn)生誤差。 這些誤差可能來自于 以下幾個(gè)原因：1、板框之間連接不緊密，水沒有經(jīng)過濾布就直接流下來被作為濾液；2、CaC03沒有攪拌均勻；3、接、到濾液時(shí)不慎濺出； 4、計(jì)時(shí)產(chǎn)生的時(shí)間誤差；5、儀器本身 的誤差；6、讀數(shù)時(shí)的個(gè)人無誤差。八、思考題1、為什么過濾開始時(shí)，濾液常常有點(diǎn)渾濁，而過段時(shí)間后才變清？開始過濾時(shí)，濾餅還未形成，空隙較大的濾布使較小的顆粒得以漏過，濾餅形成后且形成較密的濾餅，使顆粒不易通過。